Te m perat ura / T em perat ure [ C]

DOI: 10.15193/zntj/2018/117/263

DOROTA GAŁKOWSKA, MONIKA POŁUDNIAK, LESŁAW JUSZCZAK

WPŁYW ZASTĄPIENIA SACHAROZY GLIKOZYDAMI STEWIOLOWYMI NA CHARAKTERYSTYKĘ REOLOGICZNĄ DESERÓW NA BAZIE SKROBI

S t r e s z c z e n i e

W 2011 r. Komisja Europejska (UE) wydała rozporządzenie nr 1131/2011, na mocy którego dopusz- cza stosowanie glikozydów stewiolowych pozyskiwanych z liści rośliny Stevia rebaudiana Bertoni jako substancji dodatkowej do żywności. Technolodzy żywności zyskali zatem nowe możliwości stosowania naturalnej substancji intensywnie słodzącej w wielu kategoriach produktów spożywczych.

Celem niniejszej pracy była ocena wpływu częściowego lub całkowitego zastąpienia sacharozy gliko- zydami stewiolowymi na charakterystykę reologiczną deserów mleczno-skrobiowych. Materiałem bada- nym były desery sporządzone ze skrobi ziemniaczanej Superior Standard lub skrobi ziemniaczanej acety- lowanej, odtłuszczonego mleka w proszku, sacharozy i/lub glikozydów stewiolowych, z dodatkiem kurkuminy jako barwnika oraz aromatu waniliowego. Ilość sacharozy zastępowana glikozydami stewio- lowymi, z uwzględnieniem ich potencjału słodzącego, wynosiła w poszczególnych próbkach [%]: 0, 33,5, 66,5 oraz 100. Ocenę właściwości reologicznych deserów przeprowadzono poprzez wyznaczenie charak- terystyki kleikowania, krzywych lepkości oraz spektrów mechanicznych. Stwierdzono, że desery na bazie skrobi acetylowanej cechowały się niższymi wartościami lepkości pozornej wyznaczonej w testach klei- kowania i płynięcia oraz niższymi wartościami modułów zachowawczego i stratności w porównaniu z deserami sporządzonymi ze skrobi niemodyfikowanej. Wszystkie badane desery wykazywały właściwo- ści płynów nienewtonowskich rozrzedzanych ścinaniem. Zastąpienie sacharozy glikozydami stewiolowy- mi w recepturach deserów skrobiowych prowadziło do otrzymania kleików i żeli o istotnie zmodyfikowa- nej charakterystyce reologicznej, przy czym kierunek wywołanych zmian zależał od rodzaju zastosowanej skrobi. W aspekcie właściwości reologicznych deseru na bazie skrobi sacharoza może odgrywać rolę zarówno środka zwiększającego lepkość, jak i czynnika utrudniającego pęcznienie ziaren skrobiowych oraz ograniczającego oddziaływania pomiędzy polimerami skrobiowymi i innymi składnikami deseru.

Słowa kluczowe: desery, glikozydy stewiolowe, skrobia, właściwości reologiczne

Wprowadzenie

Desery są daniami o słodkim smaku, serwowanymi na zimno lub ciepło, podawa- nymi zazwyczaj na zakończenie głównych posiłków. Bogaty i różnorodny asortyment

Dr inż. D. Gałkowska, mgr inż. M. Południak, prof. dr hab. inż. L. Juszczak, Katedra Analizy i Oceny Jakości Żywności, Wydz. Technologii Żywności, Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krako- wie, ul. Balicka 122, 30-149 Kraków. Kontakt: dorota.galkowska@urk.edu.pl

deserów obejmuje m.in. galaretki, kremy, kisiele, budynie, musy i lody, a także wyro- by ciastkarskie. Ze względu na znaczną zawartość węglowodanów desery zazwyczaj kojarzone są z wysoką wartością energetyczną. Spożywane jednak w umiarze nie wpływają negatywnie na organizm zdrowego człowieka, natomiast dzięki zawartości różnych składników surowcowych mogą dostarczać wielu cennych substancji odżyw- czych i bioaktywnych [16].

Budynie, jako desery mleczne, przygotowuje się z mleka, składnika zagęszczają- cego, cukru (najczęściej sacharozy) oraz z dodatku smakowo-zapachowego, np. wani- lii, kakao, kawy, bakalii. Uzupełniającymi komponentami budyniu mogą być masło oraz żółtka jaj. Zasadniczym czynnikiem strukturotwórczym w tego typu produktach jest skrobia naturalna (ziemniaczana, pszenna, ryżowa, kukurydziana) lub skrobia mo- dyfikowana [11, 19]. Dodatkowymi substancjami zagęszczającymi mogą być hydroko- loidy nieskrobiowe [11, 22]. Spośród skrobi modyfikowanych, oprócz tzw. mączki budyniowej, którą stanowi skrobia utleniona (E 1404), zastosowanie w produkcji dese- rów znajduje skrobia acetylowana (E 1420), uzyskiwana w reakcji estryfikacji skrobi natywnej bezwodnikiem kwasu octowego [7]. Skrobia taka odznacza się obniżoną temperaturą kleikowania, a tworzone przez nią kleiki i żele charakteryzują się dużą stabilnością reologiczną i klarownością oraz małą podatnością na retrogradację [7, 30].

Składnikiem decydującym w dużej mierze o smakowitości deserów jest sacharoza, będąca najpowszechniejszym środkiem słodzącym stosowanym w przetwórstwie żyw- ności. Z uwagi na to, że nadmierne jej spożycie sprzyja rozwojowi m.in. nadwagi i otyłości, cukrzycy typu 2, a także próchnicy zębów, na przestrzeni ostatnich lat notuje się wzmożone zainteresowanie producentów i konsumentów żywnością o obniżonej zawartości cukru oraz żywnością bez jego dodatku. Tendencja ta dotyczy również de- serów, które stanowią istotne źródło sacharozy w diecie człowieka [2, 21]. Jednakże sacharoza nie tylko nadaje produktom słodki smak, lecz także wykazuje właściwości strukturotwórcze, wiążące, wypełniające i konserwujące [2, 18], dlatego też zastąpienie sacharozy innymi substancjami słodzącymi z zachowaniem cech sensorycznych, w tym teksturalnych produktu nie jest zadaniem prostym. Operacja ta często wymaga zasto- sowania odpowiednich mieszanek substancji słodzących i wypełniających [2, 25].

W roli substytutów sacharozy technolodzy żywności często stosują niskoenergetyczne substancje intensywnie słodzące [2]. W odróżnieniu od sacharozy powyższe związki nie sprzyjają rozwojowi wspomnianych wcześniej chorób dietozależnych. Do substan- cji intensywnie słodzących dopuszczonych do spożycia na terenie Unii Europejskiej należy wiele związków syntetycznych, np. aspartam, acesulfam K, sukraloza [27], jednak bardzo często zawierające je produkty spożywcze nie znajdują akceptacji wśród konsumentów [32]. W związku z powyższym podejmowane są próby stosowania do produkcji żywności substancji intensywnie słodzących pochodzenia naturalnego. Do takich należą glikozydy stewiolowe (E 960) izolowane z liści rośliny Stevia rebaudia-

na Bertoni [20]. Zostały one dopuszczone do stosowania na obszarze Unii Europejskiej rozporządzeniem Komisji (UE) nr 1131/2011 [28] z późniejszymi zmianami [26]. Po- tencjał słodzący glikozydów stewiolowych w porównaniu z sacharozą wynosi (30 ÷ 450) : 1 [3]. Dane literaturowe wskazują, że glikozydy stewiolowe mogą wykazywać działanie hipoglikemiczne, hipotensyjne i przeciwpróchnicze, a zatem mogą być reko- mendowane osobom chorującym na cukrzycę typu 2 [3, 9, 29]. Ponadto omawiane substancje nie stanowią źródła fenyloalaniny, stąd mogą być przyjmowane przez osoby chore na fenyloketonurię [4]. Zaletą technologiczną glikozydów stewiolowych jest ich stabilność w warunkach wysokiej temperatury, dzięki czemu mogą być stosowane do produkcji żywności poddawanej pasteryzacji lub sterylizacji bądź też do wypieków [4, 15]. Korzystną ich cechą jest również rozpuszczalność w roztworach o charakterze kwaśnym, co umożliwia użycie tych substancji słodzących do produkcji gazowanych napojów bezalkoholowych [15]. Pomimo tego że ustawodawstwo europejskie już od ponad siedmiu lat zezwala na stosowanie glikozydów stewiolowych w wielu katego- riach artykułów spożywczych [26, 28], to na polskim rynku produktów żywnościo- wych występują one przede wszystkim w formie słodzików stołowych. Drugą pozycję na rynku produktów słodzonych glikozydami stewiolowymi zajmują napoje bezalko- holowe – gazowane lub niegazowane (np. herbaty mrożone). W 2012 r. firma Danone wprowadziła na polski rynek jogurty słodzone omawianymi słodzikami, przy czym w późniejszym czasie produkty te zostały wycofane ze sprzedaży. Oferta produktów zawierających glikozydy stewiolowe jest też poszerzana o słodycze (czekolady, cu- kierki), płatki śniadaniowe czy gumy do żucia, przy czym w większości artykuły te nie są wytwarzane przez polskich producentów. Warto dodać, że Kalicka i wsp. [14] prze- prowadzili badania nad wpływem częściowego lub całościowego zastąpienia sacharozy glikozydami stewiolowymi na cechy teksturalne i sensoryczne jogurtów przechowy- wanych w warunkach chłodniczych. W opinii cytowanych autorów jogurty zawierające stewię charakteryzowały się nieco mniejszą spójnością oraz większą twardością niż jogurt słodzony sacharozą, a przy tym ich słodkość była mniej intensywna, jednak bardziej uporczywa. Stwierdzono, że jogurty, w których maksymalnie 75 % sacharozy zostanie zastąpione glikozydami stewiolowymi będą akceptowalne sensorycznie dla konsumentów.

Z uwagi na istotny udział budyniów w rynku deserów, oferowanych zarówno w formie koncentratów deserów, jak i dań gotowych, oraz na potrzebę sprostania ocze- kiwaniom konsumentów propozycją rozszerzającą asortyment tego typu deserów może być budyń słodzony glikozydami stewiolowymi.

Zmniejszenie zawartości sacharozy i zastąpienie jej niewielką ilością substancji intensywnie słodzącej może jednak skutkować zmianami w charakterystyce reologicz- nej żywności, dlatego celem niniejszej pracy była ocena wpływu częściowej lub cał-

kowitej zamiany sacharozy glikozydami stewiolowymi na charakterystykę reologiczną deserów mleczno-skrobiowych.

Materiał i metody badań

Materiał badany stanowiły zarówno desery skrobiowo-mleczne, jak i zawiesiny skrobiowe, z których je otrzymywano, sporządzane na bazie skrobi ziemniaczanej Su- perior Standard (SZ) lub skrobi ziemniaczanej acetylowanej (SA) (WPPZ S.A. w Lu- boniu, Polska). Pozostałymi składnikami recepturowymi deserów były: odtłuszczone, granulowane mleko w proszku (S.M. Rovema, Gostyń, Polska), cukier biały (Diamant.

Pfeifer & Langen S.A., Polska), glikozydy stewiolowe Pure ReB A 95 % (Stevija, Ho- landia), barwnik – kurkumina (E 100) (JAR – Jaskulski Aromaty, Warszawa) oraz aromat waniliowy do ciast, kremów i ponczu (Delecta – Rieber Foods S.A., Włocła- wek, Polska). Zawiesiny skrobiowe do badań przygotowywano w następujący sposób:

do 100 ml mleka – przygotowanego z mleka w proszku zgodnie z instrukcją producen- ta – dodawano 9 g skrobi, 9 g cukru, 5 kropli aromatu i 3 krople barwnika. Całość in- tensywnie mieszano (uzyskane zawiesiny oznaczono jako SZ/S100 oraz SA/S100).

W kolejnych próbkach: 33,5, 66,5 lub 100 % masy cukru stosowanej w wyżej opisa- nych zawiesinach zastępowano odpowiednią ilością glikozydów stewiolowych, przyj- mując potencjał słodzący tych związków jako wynoszący 300 : 1 w stosunku do sacha- rozy. Powyższe próbki oznaczono odpowiednio w następujący sposób: SZ/S66,5 i SA/S66,5, SZ/S33,5 i SA/S33,5 oraz SZ/S0 i SA/S0. Wszystkie próbki sporządzono w trzech niezależnych powtórzeniach.

Charakterystykę kleikowania skrobi w deserach oznaczano z wykorzystaniem szybkiego analizatora lepkości RVA (Rapid Visco Analyser, TecMaster, Perten In- struments, Warriewood, Australia). Przygotowaną bezpośrednio przed pomiarem za- wiesinę skrobiową w ilości 25 g przenoszono do naczynka aluminiowego i umieszcza- no w aparacie. Próbkę ogrzewano od 50 do 95 ºC z szybkością 12 ºC/min, przetrzymywano w temp. 95 ºC przez 2,5 min, a następnie schładzano do 50 ºC z szybkością 12 ºC/min i przetrzymywano w tej temperaturze przez 2 min. W trakcie całego procesu próbka była mieszana z szybkością 160 rpm [24]. Na podstawie otrzy- manych krzywych wyznaczano następujące parametry charakterystyki kleikowania:

temperaturę kleikowania (PT, ºC), lepkość maksymalną w fazie ogrzewania (PV, mPa⋅s), lepkość minimalną po fazie ogrzewania (HPV, mPa⋅s), zmniejszenie lepkości w fazie ogrzewania (BD = PV – HPV, mPa⋅s), lepkość końcową (FV, mPa⋅s) oraz zwiększenie lepkości w fazie chłodzenia (SB = FV – HPV, mPa⋅s).

Do wyznaczenia krzywych lepkości oraz określenia właściwości lepkosprężys- tych próbek deserów przygotowanych uprzednio w analizatorze lepkości RVA używa- no reometru MARS II (Thermo Haake, Niemcy), z układem pomiarowym płytka – stożek (średnica 35 mm, kąt 2°). Pomiary przeprowadzano w temp. 25 ºC. Krzywe

lepkości wyznaczano przy wzrastającej szybkości ścinania w zakresie 1 ÷ 100 s^-1 i opisywano modelem potęgowym:

= ∙

gdzie:

η

Spektra mechaniczne wyznaczano w zakresie prędkości kątowej 1 ÷ 100 rad·s^-1, przy stałym odkształceniu wynoszącym 0,03, w zakresie liniowej lepkosprężystości.

Otrzymane krzywe opisywano równaniami potęgowymi [12]:

= ′ ∙ ^

 =  ∙ ^

gdzie: G′ – moduł zachowawczy [Pa], G″ – moduł stratności [Pa], ω – prędkość kąto- wa [rad/s], K′ [Pa·s^n′], K″ [Pa·s^n″], n′, n″ – stałe.

Wyniki badań opracowano statystycznie. W celu oceny istotności różnic pomię- dzy wartościami średnimi oznaczanych parametrów przeprowadzono jednoczynnikową analizę wariancji oraz test Fischera przy p = 0,05.

Wyniki i dyskusja

Lepkosprężysta struktura deseru na bazie skrobi powstaje w rezultacie ogrzewa- nia i chłodzenia mieszaniny składników i/lub dodatków wchodzących w jego skład. Do decydujących czynników wpływających na strukturę finalną wyrobu oraz na postrze- ganą przez konsumentów teksturę deseru należą: rodzaj i ilość skrobi w układzie, wza- jemne oddziaływania pomiędzy skrobią a pozostałymi składnikami lub dodatkami, a także warunki obróbki termicznej. Jak wykazano, temperatura i czas ogrzewania zawiesin skrobiowych mają istotne znaczenie w kształtowaniu charakterystyki reolo- gicznej kleików skrobiowych [13]. Krzywe kleikowania wybranych czterech deserów przedstawiono na rys. 1., natomiast wyznaczone wartości parametrów charakterystyki kleikowania wszystkich próbek zestawiono w tab. 1.

Kleikowanie skrobi w obecności nieskrobiowych składników badanych deserów obejmowało etapy: gwałtownie wzrastającej lepkości po przekroczeniu temperatury kleikowania, zmniejszającej się lepkości w okresie przetrzymywania próbki w temp.

95 ºC oraz ponownego jej wzrostu na etapie schładzania kleiku do 50 ºC. Cechą odróż- niającą krzywe kleikowania badanych skrobi od typowych krzywych kleikowania skrobi niemodyfikowanych w wodzie [10, 24] jest intensywny wzrost lepkości układu w początkowej fazie ogrzewania z następującym po nim łagodnym zwiększaniem się lepkości aż do osiągnięcia jej maksymalnej wartości. Lepkość maksymalna układu skrobiowego o danym stężeniu odzwierciedla zdolność ziaren skrobiowych do swo- bodnego pęcznienia przed ich fizyczną dezintegracją [31]. Biorąc pod uwagę wysokie

Rys. 1. Krzywe kleikowania deserów na bazie skrobi ziemniaczanej niemodyfikowanej (SZ) i deserów na bazie skrobi ziemniaczanej acetylowanej (SA) słodzonych sacharozą (odpowiednio SZ/S100 i SA/S100) oraz słodzonych tylko glikozydami stewiolowymi (odpowiednio SZ/S0 i SA/S0) Fig. 1. Pasting curves of native potato starch-based desserts (SZ) and acetylated potato starch-based

desserts (SA), sweetened with sucrose (respectively, SZ/S100 and SA/S100) and with steviol glycosides only (respectively, SZ/S0 and SA/S0)

stężenie skrobi w analizowanych próbkach, można uznać, że zarejestrowane wartości lepkości maksymalnej (PV) były stosunkowo niskie [24]. Niniejsze obserwacje mogą zatem wskazywać na zaistniałe w układzie ograniczenia w pęcznieniu ziaren skrobio- wych. Przyczyny tego zjawiska można upatrywać w stosunkowo dużym stężeniu skro- bi, uwarunkowanym zazwyczaj stosowaną ilością tego polisacharydu w deserach mleczno-skrobiowych, a przez to w mniejszej ilości wody dostępnej dla pęczniejących ziaren. Można też przypuszczać, że obecność w badanych układach komponentów nieskrobiowych, przede wszystkim sacharozy i białek pochodzących z mleka, wpłynę- ła na ograniczenie dezintegracji spęczniałych ziaren skrobi zachodzącej w warunkach wysokiej temperatury i działania sił mechanicznych, czego objawem był omawiany wyżej kształt krzywej kleikowania. Wzajemne oddziaływania pomiędzy białkami mle- ka a skrobią mają istotny wpływ na charakterystykę reologiczną gotowego produktu.

Wpływ ten jest zależny od wielu czynników, takich jak: stężenie białka, pH próbki, czas i warunki obróbki termicznej oraz obecność innych substancji w układzie [17].

Interesujące jest to, że białka kazeinowe oraz białka serwatkowe w odmienny sposób wpływają na właściwości reologiczne układów skrobiowych, a mianowicie cząsteczki kazeiny zdolne do tworzenia większych agregatów wykazują tendencję do fizycznej adsorpcji na powierzchni ziaren skrobiowych, natomiast białka serwatkowe lokują się głównie w fazie rozpraszającej [17].

40 50 60 70 80 90 100

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

0 5 10 15 o

Te m perat ura / T em perat ure [ C]

L epko ść / V isc osity [mPa ⋅s]

Czas / Time [min]

SZ/S100 SZ/S0 SA/S100

SA/S0

Tabela 1. Parametry charakterystyki kleikowania deserów na bazie skrobi Table 1. Parameters of pasting characteristic of starch-based desserts

Rodzaj próbki Type of sample

PT

[^oC] PV

[mPa·s] HPV

[mPa·s] BD

[mPa·s] FV

[mPa·s] SB [mPa·s]

SZ/S100 73,4 ± 0,0 3389 ± 42 2815 ± 49 480 ± 38 3601 ± 72 786 ± 26 SZ/S66,5 73,2 ± 0,5 3305 ± 37 2771 ± 52 618 ± 11 3525 ± 61 754 ± 12 SZ/S33,5 72,4 ± 0,5 3310 ± 26 2628 ± 19 682 ± 24 3357 ± 45 729 ± 25 SZ/S0 70,8 ± 0,5 3215 ± 23 2498 ± 17 718 ± 12 3191 ± 32 694 ± 15 SA/S100 69,7 ± 0,4 3455 ± 28 2420 ± 31 1036 ± 8 2979 ± 53 559 ± 47 SA/S66,5 69,4 ± 0,1 3464 ± 23 2353 ± 6 1111 ± 22 2889 ± 24 536 ± 19 SA/S33,5 68,9 ± 0,5 3440 ± 6 2257 ± 25 1183 ± 29 2819 ± 21 561 ± 44 SA/S0 68,4 ± 0,6 3402 ± 21 2173 ± 13 1230 ± 28 2805 ± 42 632 ± 54

NIR0,05 / LSD0.05 0,7 48 53 41 81 58

Objaśnienia / Explanatory notes:

SZ/S100, SZ/S66,5, SZ/S33,5, SZ/S0 – próbki ze skrobią ziemniaczaną, w których odpowiednio 0, 33,5, 66,5 i 100 % sacharozy zastąpiono glikozydami stewiolowymi / samples with potato starch where, respec- tively, 0, 33.5, 66.5 and 100 % of sucrose were substituted with steviol glycosides; SA/S100, SA/S66,5, SA/S33,5, SA/S0 – próbki ze skrobią ziemniaczaną acetylowaną, w których odpowiednio 0, 33,5, 66,5 i 100 % sacharozy zastąpiono glikozydami stewiolowymi / samples with acetylated potato starch where, respectively, 0, 33.5, 66.5 and 100 % of sucrose weres substituted with steviol glycosides;

PT – temperatura kleikowania / pasting temperature; PV – lepkość maksymalna w fazie ogrzewania / peak viscosity while heating; HPV – lepkość minimalna po fazie ogrzewania / hot paste viscosity; BD – obni- żenie lepkości w fazie ogrzewania / breakdown in viscosity while heating; FV – lepkość końcowa / final viscosity; SB – zwiększenie lepkości w fazie chłodzenia / setback in viscosity while cooling; NIR0,05 – najmniejsza istotna różnica / LSD0.05 – least significant difference. W tabeli przedstawiono wartości śred- nie ± odchylenia standardowe / Table shows mean values ± standard deviations.

Odmienne właściwości fizykochemiczne skrobi zastosowanych w badanych za- wiesinach znalazły odzwierciedlenie w charakterystyce kleikowania tych polisachary- dów w obecności składników nieskrobiowych. Skrobia ziemniaczana natywna w każ- dym z badanych układów kleikowała w wyższej temperaturze i osiągnęła mniejszą lepkość maksymalną, jak również tworzyła kleiki bardziej lepkie po ochłodzeniu do 50 ºC niż skrobia ziemniaczana acetylowana w odpowiednich układach. Obecne w skrobi acetylowanej grupy funkcyjne stabilizują jej strukturę. Stanowiąc przeszkodę steryczną oraz osłabiając wewnątrzcząsteczkowe wiązania wodorowe, ograniczają oddziaływania pomiędzy łańcuchami polimerów skrobiowych, co skutkuje m.in.

mniejszą lepkością tworzonych kleików w porównaniu ze skrobią niemodyfikowaną [7, 8]. Powyższe zjawisko mogło również wynikać z częściowej depolimeryzacji poli- merów skrobiowych zachodzącej podczas modyfikacji [7].

Jak wynika z danych przedstawionych w tab. 1., zmniejszenie ilości sacharozy w badanych zawiesinach skrobiowych wpłynęło na obniżenie temperatury kleikowania skrobi, czego przyczynę można upatrywać w zwiększonej ilości wody dostępnej dla skrobi, a przez to w szybszym pęcznieniu ziaren skrobiowych. Całkowite usunięcie

sacharozy z próbek spowodowało, że wartości lepkości maksymalnej (PV) oraz koń- cowej (FV) kleików obydwu badanych skrobi były zredukowane w porównaniu z wy- znaczonymi dla próbek zawierających sacharozę (tab. 1). Powyższe obserwacje są zgodne z wynikami podawanymi przez innych autorów [1, 10], w pracach których stwierdzono podwyższenie temperatury kleikowania skrobi oraz zwiększenie lepkości kleików w obecności sacharozy. Wielkość obniżenia lepkości kleiku mleczno- skrobiowego w trakcie ogrzewania (BD) wzrastała wraz ze zwiększaniem ilości sacha- rozy eliminowanej z układu (tab. 1). Oznacza to, że struktura kleików stawała się mniej odporna na działanie sił ścinających oraz wysokiej temperatury. Warto zauważyć, że procentowa wielkość przyrostu lepkości układu po ochłodzeniu do 50 ºC wyznaczana względem lepkości minimalnej pozostawała na niezmiennym poziomie w próbkach zawierających skrobię ziemniaczaną niemodyfikowaną, natomiast wartość tego para- metru zwiększyła się w przypadku próbek ze skrobią ziemniaczaną acetylowaną, z których usunięto 66,5 i 100 % wyjściowej ilości sacharozy.

Rys. 2. Krzywe lepkości deserów na bazie skrobi ziemniaczanej niemodyfikowanej (SZ) i deserów na bazie skrobi ziemniaczanej acetylowanej (SA) słodzonych sacharozą (odpowiednio SZ/S100 i SA/S100) oraz słodzonych tylko glikozydami stewiolowymi (odpowiednio SZ/S0 i SA/S0) Fig. 2. Viscosity curves of native potato starch-based desserts (SZ) and acetylated potato starch-based

desserts (SA) sweetened with sucrose (respectively, SZ/S100 and SA/S100) and with steviol glycosides only (respectively, SZ/S0 and SA/S0)

Przedstawione na rys. 2. przykładowe krzywe lepkości analizowanych deserów mleczno-skrobiowych i opisujące je parametry modelu potęgowego (tab. 2) świadczą o istnieniu różnic między próbkami pod względem właściwości reologicznych związa-

0 40 80 120 160 200

1 10 100

Lepkość pozorna / Apparent viscosity [Pa⋅s]

Szybkość ścinania / Shear rate [1/s]

SZ/S100 SZ/S0 SA/S100 SA/S0

nych z płynięciem. Wszystkie badane desery wykazywały właściwości płynów niene- wtonowskich rozrzedzanych ścinaniem, co oznacza, że ich lepkość pozorna malała wraz ze wzrostem szybkości ścinania. Taki charakter reologiczny wieloskładnikowych układów skrobiowych potwierdza wcześniejsze doniesienia literaturowe [23, 34]. Zja- wisko rozrzedzania ścinaniem kleików skrobiowych spowodowane jest procesem roz- padu sieci łączącej cząsteczki poliglukanów oraz ich orientacją zgodnie z kierunkiem przepływu. Prowadzi to w konsekwencji do obniżania odporności na odkształcenia i objawia się zmniejszaniem lepkości pozornej wraz ze wzrostem szybkości ścinania [5, 33].

Istotnie wyższymi wartościami lepkości pozornej w całym zakresie szybkości ścinania charakteryzowały się desery na bazie skrobi ziemniaczanej natywnej, co jest zgodne z wynikami pomiarów lepkości końcowej deserów badanych w analizatorze lepkości RVA (tab. 1). Wyeliminowanie sacharozy z deserów w odmienny sposób wpłynęło na ich lepkość pozorną: zwiększenie wartości tego parametru przy danej szybkości ścinania stwierdzono w przypadku próbek ze skrobią natywną, a zmniejsze- nie – w przypadku skrobi acetylowanej (rys. 2). Zjawiska te znajdują odzwierciedlenie w zmianach wartości współczynników konsystencji, które ulegały podwyższeniu lub obniżeniu, odpowiednio w próbkach ze skrobią SZ lub skrobią SA, wraz ze wzrastają- cą ilością sacharozy zastępowanej w deserach glikozydami stewiolowymi (tab. 2).

Niniejsze obserwacje mogą oznaczać, że sacharoza pełniła funkcję czynnika ogranicza- jącego pęcznienie ziaren skrobi ziemniaczanej niemodyfikowanej i w konsekwencji utrudniającego tworzenie się odpowiedniej struktury gotowego deseru, natomiast w układach ze skrobią modyfikowaną istotną rolą sacharozy było działanie zagęszcza- jące, a przez to zwiększające ich lepkość. To ostatnie przypuszczenie jest zbieżne z wynikami badań Pietrzyka i wsp. [23], świadczących o zmniejszeniu lepkości pozor- nej żelu skrobi modyfikowanej na skutek zastąpienia zawartej w nim sacharozy sukra- lozą. Podobnie Abu-Jdayil i wsp. [1] stwierdzili, że obecność sacharozy w układach skrobia – mleko powoduje zwiększenie lepkości pozornej. Z kolei Yoo i Yoo [33] wy- kazali, że obecność sacharozy w ilości 10 ÷ 30 % w istotny sposób obniża lepkość pozorną 5-procentowych kleików skrobi ryżowej. Odmienność wpływu sacharydów na charakterystykę reologiczną kleików skrobi natywnej i preparatów modyfikowanych stwierdziły Fortuna i Gałkowska [5]. Wymienione autorki wskazywały, że dodatek sacharydów do skrobi niemodyfikowanej powoduje istotne zwiększenie lepkości po- zornej, a tym samym wartości współczynnika konsystencji, zaś w przypadku skrobi modyfikowanych (utlenionej i sieciowanej) następuje zmniejszenie lepkości pozornej kleiku.

Biorąc pod uwagę wyznaczone w niniejszych badaniach wartości wskaźnika pły- nięcia modelu opisującego krzywe lepkości należy zauważyć, że desery, w których część lub całą ilość sacharozy zastąpiono glikozydami stewiolowymi były mniej pseu-

doplastyczne niż desery słodzone cukrem (tab. 2). Zjawisko takie zostało również za- obserwowane przez Pietrzyka i wsp. [23], którzy zastępowali sacharozę w żelu skro- biowym trehalozą. Z kolei odmienne wyniki badań przedstawiły Rodriguez Furlán i Campderrós [25], które wykazały brak istotnych różnic pod względem wartości wskaźnika płynięcia (0,20 < n < 0,27) określonych dla deserów mlecznych na bazie skrobi zawierających stewię oraz sukralozę w porównaniu z deserem zawierającym sacharozę. Podobnie Yoo i Yoo [33] stwierdzili, że wartości parametru n krzywych płynięcia kleików skrobi ryżowej zwiększały się wraz ze wzrostem stężenia sacharozy w próbce.

Tabela 2. Parametry modelu potęgowego opisującego krzywe płynięcia deserów skrobiowych Table 2. Parameters of power law model describing the flow curves of starch desserts

Rodzaj próbki Type of sample

K [Pa·sⁿ]

n

[-] R²

SZ/S100 152,7 ± 6,9 0,20 ± 0,01 0,9781

SZ/S66,5 163,9 ± 6,0 0,29 ± 0,02 0,9767

SZ/S33,5 175,5 ± 8,3 0,27 ± 0,01 0,9835

SZ/S0 181,3 ± 1,1 0,26 ± 0,02 0,9781

SA/S100 87,3 ± 6,0 0,38 ± 0,02 0,9404

SA/S66,5 80,8 ± 1,9 0,39 ± 0,00 0,9462

SA/S33,5 73,6 ± 3,2 0,41 ± 0,00 0,9444

SA/S0 62,0 ± 7,1 0,44 ± 0,03 0,9450

NIR0,05 / LSD0.05 7,73 0,03 -

Objaśnienia / Explanatory notes:

Objaśnienia symboli próbek jak pod tab. 1 / Meanings of samples symbols as in Tab. 1; K – współczynnik konsystencji / consistency coefficient; n – wskaźnik płynięcia / flow behaviour index. W tabeli przedsta- wiono wartości średnie ± odchylenia standardowe / Table shows mean values ± standard deviation. NIR0,05 – najmniejsza istotna różnica / LSD0.05 – least significant difference.

Przy odpowiednim stężeniu skleikowana skrobia po ochłodzeniu tworzy gęsto upakowaną strukturę żelową z zamkniętymi w jej wnętrzu cząsteczkami wody.

W przypadku bardziej złożonych układów, takich jak desery na bazie skrobi, w two- rzeniu struktury żelowej, obok skrobi, biorą udział pozostałe składniki lub dodatki recepturowe, np. białka mleka i sacharoza. Spektra mechaniczne, tj. zależności modułu zachowawczego (G′) oraz modułu stratności (G″) od prędkości kątowej badanych de- serów wytworzonych ze skrobi ziemniaczanej natywnej lub acetylowanej przedstawio- no na rys. 3. Wykreślone krzywe są charakterystyczne dla słabych żeli, z dominacją cech sprężystych nad lepkimi i wartościami tangensa kąta przesunięcia fazowego

Rys. 3. Spektra mechaniczne deserów na bazie skrobi ziemniaczanej niemodyfikowanej (SZ) i deserów na bazie skrobi ziemniaczanej acetylowanej (SA) słodzonych sacharozą (odpowiednio SZ/S100 i SA/S100) oraz słodzonych tylko glikozydami stewiolowymi (odpowiednio SZ/S0 i SA/S0);

G′– markery puste; G″ – markery wypełnione

Fig. 3. Mechanical spectra of native potato starch-based desserts (SZ) and acetylated potato starch- based desserts (SA) sweetened with sucrose (respectively, SZ/S100 and SA/S100) and with ste- viol glycosides only (respectively, SZ/S0 and SA/S0); G′ – empty markers; G″ – filled markers

(tg δ = G″/G′) większymi od 0,1 [33]. Porównując wartości modułów zachowawczego i stratności w całym zakresie prędkości kątowej, wyznaczonych dla wszystkich dese- rów, można stwierdzić, że układy ze skrobią natywną wykazywały wyższe ich wartości w porównaniu z wynikami pomiarów próbek na bazie skrobi acetylowanej. Obserwa- cje te potwierdzają wcześniej sformułowane wnioski dotyczące lepkości pozornej układów mierzonych testem RVA oraz w reometrze testem płynięcia.

Zamieszczone na rys. 3. krzywe eksperymentalne opisano równaniami potęgo- wymi, a wartości parametrów tych równań zestawiono w tab. 3. Wartości stałych K′

i K″ odzwierciedlają wartości odpowiednio modułu G′ i modułu G″ przy prędkości kątowej wynoszącej 1 rad/s. Desery otrzymane ze skrobi ziemniaczanej natywnej cha- rakteryzowały się znacznie większymi wartościami stałych K′ i K″ niż odpowiednie desery zawierające skrobię acetylowaną. Częściowe lub całkowite usunięcie sacharozy z układu w różny sposób wpłynęło na charakterystykę lepkosprężystą deserów.

W przypadku próbek na bazie skrobi niemodyfikowanej stwierdzono zwiększenie war- tości modułów G′ i G″ oraz wartości stałych K′ i K″ modeli opisujących spektra me- chaniczne układów SZ/S66,5 i SZ/S33,5 oraz brak ich zmian, gdy próbka nie zawierała

1 10 100 1000

1 10 100

G'; G" [Pa]

Prędkość kątowa / Angular frequency [rad/s]

SZ/S100 SZ/S0

SA/S100 SA/S0

Tabela 3. Parametry modeli potęgowych opisujących właściwości lepkosprężyste deserów skrobiowych Table 3. Parameters of power law models describing the viscoelastic properties of starch desserts

Rodzaj próbki Type of

sample

K′

[Pa·s^n′]

n′

[-] R² K″

[Pa·s^n″]

n″

[-] R²

SZ/S100 94,47 ± 3,12 0,20 ± 0,00 0,9991 28,75 ± 0,98 0,26 ± 0,01 0,9943 SZ/S66,5 117,20 ± 5,01 0,18 ± 0,00 0,9992 33,16 ± 1,65 0,24 ± 0,01 0,9914 SZ/S33,5 122,39 ± 10,16 0,18 ± 0,01 0,9989 32,76 ± 1,64 0,24 ± 0,01 0,9908 SZ/S0 87,98 ± 3,27 0,19 ± 0,00 0,9988 25,69 ± 0,89 0,26 ± 0,01 0,9931 SA/S100 43,11 ± 1,15 0,22 ± 0,00 0,9986 15,15 ± 0,33 0,30 ± 0,01 0,9896 SA/S66,5 39,51 ± 1,11 0,23 ± 0,00 0,9981 13,78 ± 0,26 0,32 ± 0,01 0,9927 SA/S33,5 37,56 ± 1,59 0,23 ± 0,01 0,9990 12,93 ± 0,24 0,30 ± 0,00 0,9929 SA/S0 35,12 ± 2,10 0,23 ± 0,01 0,9984 12,55 ± 0,53 0,32 ± 0,00 0,9930 NIR0,05

LSD0.05 7,73 0,01 - 1,70 0,01 -

Objaśnienia jak pod tab. 1. / Explanatory notes as in Tab. 1.

sacharozy – w porównaniu z wartościami tych parametrów próbki słodzonej tylko sa- charozą. Odjęcie części sacharozy z układu skrobiowego może, z jednej strony, skut- kować zwiększeniem dostępności wody do ziaren skrobi, ułatwiając przez to pęcznie- nie i stwarzając możliwość tworzenia przez kleik skrobiowy odpowiedniej struktury żelu, a z drugiej strony, wiązać się z wystąpieniem słabszego efektu zagęszczającego układ wywoływanego przez roztwór sacharozy. O tej pierwszej roli sacharozy w kształtowaniu właściwości reologicznych żeli skrobiowych mogą świadczyć wyniki badań przeprowadzonych przez Yoo i Yoo [33]. Cytowani autorzy stwierdzili zmniej- szanie się wartości modułów G′ i G″ wraz ze wzrastającym stężeniem sacharozy w żelach ze skrobi ryżowej. Właściwości lepkosprężyste deseru sporządzonego ze skrobi acetylowanej również zmieniły się w wyniku zastąpienia w jego recepturze sacharozy glikozydami stewiolowymi. Wartości modułów G′ i G″ w całym zakresie prędkości kątowej malały wraz ze wzrostem ilości usuniętej z deseru sacharozy, przy czym statystycznie istotne zmniejszenie wartości stałych K′ i K″ w porównaniu z prób- ką SA/S100 stwierdzono w przypadku próbki SA/S0. W literaturze przedmiotu przed- stawiane są wyniki badań nad wpływem zastąpienia sacharozy w układach skrobio- wych innymi substancjami słodzącymi na charakterystykę reologiczną i teksturalną tworzonych kleików i żeli, przy czym nie prowadzą one do jednoznacznych wniosków ze względu na różnorodność rodzajową i ilościową materiałów. Przykładowo, Pietrzyk i wsp. [23] zaobserwowali zmniejszenie twardości żeli skrobiowych w rezultacie za- stąpienia w nich sacharozy sukralozą lub trehalozą, natomiast jej zwiększenie w przy- padku użycia maltitolu. Z kolei Gustaw i wsp. [11] stwierdzili, że zastąpienie sacharo-

zy aspartamem w deserach na bazie skrobi woskowej i białek serwatkowych korzystnie wpłynęło na ich właściwości teksturalne – desery charakteryzowały się bowiem więk- szą lepkością. Brak istotnych różnic pod względem wartości twardości oraz adhezyjno- ści deserów mleczno-skrobiowych, w których sacharozę zastąpiono stewią i/lub sukra- lozą wykazały Rodriguez Furlán i Campderrós [25]. Podobnie w pracach traktujących o roli dodatku sacharozy w kształtowaniu cech reologicznych i teksturalnych żeli skro- biowych przedstawiane są zróżnicowane wyniki. Gałkowska i Fortuna [6] stwierdziły zmniejszenie twardości żeli na bazie skrobi ziemniaczanych modyfikowanych pod wpływem dodanej sacharozy, zaś zwiększenie wartości tego parametru w przypadku skrobi ziemniaczanej niemodyfikowanej. Jak wynika z wartości parametrów n′ i n″

modeli reologicznych opisujących spektra mechaniczne badanych deserów mleczno- skrobiowych (tab. 3), różnice w zależnościach modułu G′ i modułu G″ od prędkości kątowej określone pomiędzy próbkami były niewielkie. Podobne rezultaty badań opu- blikowali Nastaj i wsp. [21].

Wnioski

1. Zastąpienie sacharozy glikozydami stewiolowymi skutkowało modyfikacją charak- terystyki reologicznej deserów mleczno-skrobiowych, a kierunek wywołanych zmian zależał od rodzaju zastosowanej skrobi.

2. Desery na bazie skrobi ziemniaczanej acetylowanej odznaczały się niższymi war- tościami lepkości pozornej wyznaczonej w testach kleikowania i płynięcia oraz niższymi wartościami modułów G′ i G″ związanymi z lepkosprężystością żeli w porównaniu z deserami na bazie skrobi ziemniaczanej natywnej.

3. W deserach na bazie skrobi sacharoza może pełnić funkcję zarówno czynnika za- gęszczającego, jak i utrudniającego pęcznienie ziaren skrobiowych oraz ogranicza- jącego zachodzenie interakcji pomiędzy polimerami skrobiowymi i innymi skład- nikami deseru.

4. Sporządzanie deserów mleczno-skrobiowych o obniżonej zawartości sacharozy wymaga doboru odpowiedniej skrobi w aspekcie jej wpływu na charakterystykę lepkosprężystą tego typu produktów.

Badania zostały sfinansowane z projektu badawczego nr 5334/B/P01/2011/40 oraz z dotacji przyznanej przez MNiSW na działalność statutową.

Literatura

[1] Abu-Jdayil B., Mohameed H.A., Eassa A.: Rheology of wheat starch–milk–sugar systems: Effect of starch concentration, sugar type and concentration, and milk fat content. J. Food Eng., 2004, 64, 207-212.

[2] Błasińska I., Jeżewska M., Kulczak M.: Koncentraty deserów instant z zamiennymi środkami sło- dzącymi. Przem. Spoż., 2010, 64 (6), 28-31.

[3] Bugaj B., Leszczyńska T., Pysz M., Kopeć A., Pacholarz J., Pysz-Izdebska K.: Charakterystyka i prozdrowotne właściwości Stevia rebaudiana Bertoni. Żywność, Nauka, Technologia, Jakość, 2013, 3 (88), 27-38.

[4] Carakostas M.C., Curry L.L., Boileau A.C., Brusick D.J.: The history, technical function and safety of rebaudioside A, a naturally occurring steviol glycoside, for use in food and beverages. Food Chem. Toxicol., 2008, 46, S1-S10.

[5] Fortuna T., Gałkowska D.: Wpływ dodatku sacharydów na właściwości reologiczne skrobi modyfi- kowanych. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2006, 4 (49), 5-18.

[6] Gałkowska D., Fortuna T.: Charakterystyka żeli sporządzonych ze skrobi ziemniaczanej z udziałem wybranych sacharydów. Żywność, Nauka, Technologia, Jakość, 2008, 1 (56), 41- 51.

[7] Golachowski A., Zięba T., Kapelko-Żeberska M., Drożdż W., Gryszkin A., GrzechacM.: Current research addressing starch acetylation. Food Chem., 2015, 176, 350-356.

[8] González Z., Pérez E.: Effect of acetylation on some properties of rice starch. Starch/Stärke, 2002, 54 (3-4), 148-154.

[9] Gregersen S., Jeppesen P.B., Holst J.J., Hermansen K.: Antihyperglycemic effects of stevioside in type 2 diabetic subjects. Metabol., 2004, 53 (1), 73-76.

[10] Gunaratne A., Ranaweera S., Corke H.: Thermal, pasting, and gelling properties of wheat and potato starches in the presence of sucrose, glucose, glycerol, and hydroxypropyl-cyclodextrin. Carbohyd.

Polym., 2007, 70, 112-122.

[11] Gustaw W., Sołowiej B., Mleko S.: Otrzymywanie deserów mlecznych z białek serwatkowych z dodatkiem skrobi i karagenu. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2005, 4 (45) Supl., 100-108.

[12] Juszczak L., Oczadły Z., Gałkowska D.: Effect of modified starches on rheological properties of ketchup. Food Bioprocess Technol., 2013, 6 (5), 1251-1260.

[13] Juszczak L., Witczak M., Zięba T., Fortuna T.: Rheological behaviour of heated potato starch dis- persions. Int. Agrophys., 2012, 26, 381-386.

[14] Kalicka D., Znamirowska A., Buniowska M., Esteve Más M.J., Frigola Canoves A.: Effect of stevia addition on selected properties of yoghurt during refrigerated storage. Pol. J. Natur. Sci., 2017, 32 (2), 323-334.

[15] Kobus-Moryson M., Gramza-Michałowska A.: Directions on the use of stevia leaves (Stevia baudi- ana) as an additive in food products. Acta Sci. Pol. Technol. Aliment., 2015, 14 (1), 5-13.

[16] Kowalik J.: Desery mleczne – innowacje produktowe. Przem. Spoż., 2013, 67 (10), 2-6.

[17] Kumar L., Brennan M.A., Mason S.L., Zheng H., Brennan C.S.: Rheological, pasting and micro- structural studies of dairy protein–starch interactions and their application in extrusion-based prod- ucts: A review. Starch/Stärke, 2016, 68, 1-11.

[18] Kwemakhem M., Attia H., Ayadi M.A.: The effect of pH, sucrose, salt and hydrocolloid gums on the gelling properties and water holding capacity of egg white gel. Food Hydrocoll., 2019, 87, 11-19.

[19] Lewandowicz G., Wronkowska M., Sadowska J., Soral-Smietana M., Błaszczak W., Walkowski A.:

Influence of potato starch oxidation on texture and rheological behaviour of some sweet desserts.

Pol. J. Food Nutr. Sci., 2003, 12/53, 2, 31-36.

[20] Mishra P.K., Singh R., Kumar U., Prakash V.: Stevia rebaudiana – a magical sweetener. Global J.

Biotechnol. Biochem., 2010, 5, 62-74.

[21] Nastaj M., Gustaw W., Sołowiej B.: Właściwości reologiczne deserów otrzymanych z białek ser- watkowych z dodatkiem różnych substancji słodzących. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2007, 5 (54), 283-291.

[22] Nunes M.C., Batista P., Raymundo A., Alves M.M., Sousa I.: Vegetable proteins and milk puddings.

Colloid Surface B, 2003, 31 (1-4), 21-29.

[23] Pietrzyk S., Fortuna T., Bojdo-Tomasiak I., Płaczek D.: Wpływ zamienników sacharozy na właści- wości fizyczno-chemiczne i sensoryczne wiśni w żelu skrobiowym. Nauka – Przyroda -Technologie, 2013, 7 (4), #64.

[24] Pycia K., Juszczak L., Gałkowska D., Witczak M.: Physicochemical properties of starches obtained from Polish potato cultivars. Starch/Stärke, 2012, 64 (2), 105-114.

[25] Rodriguez Furlán L.T., Campderrós M.E.: The combined effects of Stevia and sucralose as sugar substitute and inulin as fat mimetic on the physicochemical properties of sugar-free reduced-fat dairy dessert. Int. J. Gastron. Food Sci., 2017, 10, 16-23.

[26] Rozporządzenie Komisji (UE) 2017/335 z dnia 27 lutego 2017 r. zmieniające załącznik II do rozpo- rządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1333/2008 w odniesieniu do stosowania gliko- zydów stewiolowych (E 960) jako substancji słodzącej w niektórych wyrobach cukierniczych o ob- niżonej wartości energetycznej. Dz. U. L 50, ss. 15-17, z 28.02.2017.

[27] Rozporządzenie Komisji (UE) nr 1129/2011 z dnia 11 listopada 2011 r. zmieniające załącznik II do rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1333/2008 poprzez ustanowienie unijne- go wykazu dodatków do żywności. Dz. U. L 295, ss. 1-177, z 12.11.2011.

[28] Rozporządzenie Komisji (UE) nr 1131/2011 z dnia 11 listopada 2011 r. zmieniające załącznik II do rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1333/2008 w odniesieniu do glikozydów stewiolowych. Dz. U. L 295, ss. 205-211, z 12.11.2011.

[29] Savita S.M., Sheela K., Sunanda S., Shankar A.G., Ramakrishna P.: Stevia rebaudiana – a functional component for food industry. J. Hum. Ecol., 2004, 15, 261-264.

[30] Singh J., Kaur L., Singh N.: Effect of acetylation on some properties of corn and potato starches.

Starch/Stärke, 2004, 56, 586-601.

[31] Singh N., Singh J., Kaur L., Sodhi N.S., Gill B.S.: Morphological, thermal and rheological proper- ties of starches from different botanical sources. Food Chem., 2007, 81, 219-231.

[32] Staniewska K., Jakubowska D., Radzymińska M.: Wybrane socjodemograficzne determinanty po- staw konsumentów wobec żywności o obniżonej zawartości cukru. Zesz. Nauk. SGGW. Ekon. Org.

Gosp. Żyw., 2016, 113, 145-157.

[33] Yoo D., Yoo B.: Rheology of rice starch-sucrose composites. Starch/Stärke, 2005, 7 (6), 254-261.

[34] Zander L., Zander Z., Haponiuk E.: Charakterystyki płynięcia deserów skrobiowych. Inż. Apar.

Chem., 2009, 1, 76-77.

EFFECT OF SUBSTITUTING SUCROSE WITH STEVIOL GLYCOSIDES ON RHEOLOGICAL CHARACTERISTICS OF STARCH-BASED DESSERTS

S u m m a r y

In 2011 the European Commission (EU) issued Regulation No 1131/2011 whereby it was allowed to use steviol glycosides obtained from leaves of a Stevia rebaudiana Bertoni plant that is a food additive.

Therefore food technologists have gained new opportunities to use this sweetener in food products of many categories. The objective of the research study was to assess the effect of partially or completely substituting sucrose with steviol glycosides on rheological characteristics of milk- and starch-based des- serts. The research materials were desserts made from a Superior Standard potato starch or from an acety- lated potato starch, skimmed milk powder, sucrose and/or steviol glycosides, with the addition of curcu- min as a colour additive and vanilla flavour. In the individual samples 0 %, 33.5 %, 66.5 % and 100 % of the sucrose amount were substituted with steviol glycosides the sweetening potential of which was taken into account. In order to assess rheological properties of the desserts, gelatinization characteristics, viscosi- ty curves and mechanical spectra were determined. It was found that the desserts made from the acetylated

starch were characterized by lower values of apparent viscosity determined in the gelatinization and flow tests and by lower values of storage and loss moduli as compared to the desserts made from the unmodi- fied starch. All the desserts exhibited properties of non-Newtonian, shear thinned fluids. Substituting sucrose with steviol glycosides in the recipes of starch desserts, pastes and gels were produced with signif- icantly modified rheological characteristics, and the direction of the induced changes depended on the type of starch used. In terms of the rheological properties of starch-based dessert, sucrose may act as a viscosity enhancing agent as well as a factor to hinder swelling of starch granules and to limit interactions between starch polymers and other ingredients of the dessert.

Key words: desserts, steviol glycosides, starch, rheological properties 